中天山典型内陆河流域水化学时空特征分析

基于2011—2013年不同季节乌鲁木齐河流域6个站点52组地表水化学的测试结果,结合流域气象水文资料,利用水化学分析方法和SPSS统计软件分析了乌鲁木齐河流域地表水化学时空变化特征、地表水各离子间相关性以及流域水化学特征的控制因素。结果表明:(1)乌鲁木齐河流域地表水总体矿化度较低,水体呈弱碱性。(2)流域地表水化学具有明显的季节变化趋势即早春融雪季、春末夏初季和秋季融雪季TDS值偏高,夏季TDS值低;同时也表现出较明显的年际差异性:多雨的年份地表水TDS值较低,少雨的年份地表水TDS值较高。(3)控制地表水体的主要离子为HCO_3~-,Ca~(2+),SO_4~(2-),离子质量浓度大小依次为HCO_3~-Ca~(2+)SO_4~(2-)Cl-Na+Mg~(2+)K+CO_3~(2-);不同季节控制水体的主要离子具有差异性:枯水期河水呈Ca~(2+)-HCO_3~-型;丰水期河流离子浓度受降水、冰川水的稀释影响离子浓度低,呈Ca~(2+)-HCO_3~--SO_4~(2-)型。(4)站点1到站点2河水中SO_4~(2-)浓度突然升高,主要是由于此段河水的含水层中分布有石膏夹层,石膏夹层释放了大量硫酸和氯酸。(5)通过对地表水水化学过程的分析显示控制流域地表水化学过程的主要影响因素为水岩交互运动。     

苗期耐低氮基因型苦荞的筛选及其评价指标

土壤缺氮是造成我国黄土高原冷凉地区农业低产的主要原因。为了筛选耐低氮苦荞基因型及适宜鉴定指标,采用苗期水培方式,测定9个不同基因型苦荞在不同氮水平下的农艺性状、生理特性及植株氮素利用等指标,采用隶属函数法计算各指标耐低氮指数,通过主成分分析与聚类分析评价各基因型苦荞综合耐低氮能力。结果表明,低氮胁迫下,苦荞地上部生长受抑制程度大于根系,株高、茎粗、叶面积、地上部干重、根系体积、根系表面积及根系平均直径均呈下降趋势,主根长和根冠比呈上升趋势;根系活力、根系硝酸还原酶(NR)活性及可溶性蛋白含量有所下降,而根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)、可溶性糖及游离脯氨酸含量有所升高;叶片叶绿素含量、Fm和Fv/Fm降低,而Fo升高;植株全氮含量及氮积累量降低,而由于植株氮积累量降幅明显大于生物量降幅,导致氮利用效率显著升高。将25个单项指标转化为4个相互独立的综合指标(累计贡献率达87.44%),并将9个苦荞基因型划分为耐低氮型、中间型和不耐低氮型。为了预测苦荞基因型的耐低氮能力,将D值作因变量,各指标耐低氮指数作自变量进行逐步回归分析,建立最优回归方程,筛选出株高、茎粗、叶面积、根冠比、叶绿素含量、Fm、根系超氧化物歧化酶(SOD)活性及氮利用效率8项对苦荞耐低氮能力有显著影响的指标,并且9个苦荞基因型的苗期耐低氮能力预测值Y与D值显著相关(R2=0.998,P0.01),表明这8个指标可用于耐低氮苦荞基因型的快速鉴定。     

黄土丘陵区不同下垫面降雨产流与蓄水窖工艺技术

在山西洪洞建立了农膜、公路、农田小路、农田下垫面产流场，对不同下垫面的降雨产流量及蓄水窖主要工艺技术体系进行了研究。结果表明：在观测的27次降雨中，在同一坡度、同一降雨量条件下，不同下垫面的产流量存在较大差异。农膜、公路、农田小路和农田下垫面的产流量分别占总降雨量的81.4％、73.6％、41.6％、2.7%。表明前三者均有较好的集水效果，而农田产流效果较差。研究提出的蓄水窖主要工艺技术体系经大面积示范收到了较好的效果。     

不同基因型春小麦根系对低磷胁迫的生物学响应

选用3个春小麦品种(加春1号、2号、4号)作为试验材料,研究了低磷胁迫下不同基因型春小麦根系的形态学与生理学特征,结果表明:(1)在缺磷环境中,小麦的根重、根数、总根长、总吸收面积、根活力、根系SOD及POD活性、根系活性吸收面积均明显降低,但根冠比与根系分枝密度明显增加。不同基因型间变化趋势相似,但变化幅度存在明显差异。(2)根系的形态与生理学特征存在着明显的基因型差异,而且在低磷水平下这种差异表现的更为突出。表明作物品种之间对磷胁迫反应存在差异。(3)根系形态学和生理学特征可以作为筛选高效吸磷小麦品种的参考指标。在供试的三个基因型中,加春1号对低磷环境的适应性最强。     

豫西长期不同耕作下土壤肥力质量评价

基于河南洛阳长期定位试验(1999—2021年),分析不同耕作措施对土壤化学和生物性状的影响,采用隶属度函数和主成分分析法计算土壤肥力质量综合指数,评估豫西长期不同耕作制度下土壤肥力差异。选取传统耕作(CT)、免耕(NT)、深松(SS)和小麦-花生轮作(TC)共4个耕作处理,采集0~20和20~40 cm的土壤,测定土壤有机碳等指标,分析不同耕作对土壤肥力质量的影响。结果表明:(1)与传统耕作相比,免耕、深松和小麦-花生轮作处理显著提高了0~20 cm土层土壤有机碳、全氮、硝态氮和速效钾含量,降低了土壤全磷和有效磷含量;而在20~40 cm土层小麦-花生轮作和传统耕作土壤养分含量更高。(2)相比于传统耕作,免耕显著提升了0~20 cm土层微生物量碳含量19.14%;免耕和深松显著提高了0~20 cm土壤亮氨酸氨基肽酶的活性;小麦-花生轮作土壤β-葡萄糖苷酶、β-纤维二糖苷酶、β-木糖苷酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶、碱性磷酸酶酶活性最高。(3)4种耕作措施下0~20 cm土壤肥力质量综合指数从大到小的排序为小麦-花生轮作＞免耕＞深松＞传统耕作,20~40 cm土层为小麦-花生轮作＞传统耕作＞深松＞免耕。综上所述,免耕和深松提高了表层土壤有机碳等指标,改善了土壤肥力质量,小麦与豆科作物轮作也提升了土壤肥力质量。因此,与传统耕作相比,在豫西开展保护性耕作可以有效改善土壤质量。     

切断深层根对黍子根系及地上部营养生长的影响

采用根管土柱栽培的方法,研究了拔节期和抽穗期切断不同深度(20 cm和40 cm)根系对黍子根系整体及地上部营养生长的影响。结果表明,与不断根相比,在抽穗期和拔节期断掉20 cm或40 cm以下根系,均能导致黍子株高、旗叶叶绿素含量、旗叶SOD与POD活性、单株绿叶面积、总根活力、总根长、总根重及产量明显降低,旗叶M DA含量明显增高。抽穗期断深层根对黍子的影响大于拔节期。但同一生育时期不同深度断根处理间黍子产量差异未达显著水平,表明深层根系(40 cm以下根系)对产量的贡献更大。     

金银花的植物特征及生物学特性

对金银花的植物特征、生物学特性及栽培模式进行了综合分析,为金银花的进一步开发利用提供依据。     

烯效唑浸种对不同水分条件下苦荞生长的影响

以"黑丰一号"苦荞[Fagopyrum tataricum(L.)Gaertn]为试验材料,采用不同浓度(0、40、80和120mg/kg)烯效唑浸种,探讨不同水分条件(正常供水、中度干旱和重度干旱)下烯效唑浸种对苦荞生长的抗旱效应。结果表明,烯效唑浸种降低了苗高,提高了苦荞的茎粗、叶面积、最大根长和根冠比;同时还提高了叶片相对含水量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量和根系活力。烯效唑处理降低了丙二醛(MDA)含量,从而降低了膜脂过氧化程度,提高了保护酶活性。采用80 mg/kg烯效唑浸种,在正常供水、中度干旱胁迫及重度干旱胁迫条件下,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性较对照均有不同程度的提高;苦荞株穗数、株粒数、百粒重较对照均有不同程度的提高。由此可见,80 mg/kg的烯效唑浸种可以提高苦荞的抗旱能力。     

不同水分条件下不同抗旱性苦荞根系生长规律研究

为了探明不同抗旱性苦荞根系形态和生理特性与抗旱性的关系,为干旱胁迫下苦荞高产优质栽培管理及抗旱品种的筛选提供理论依据,采用人工控水的方法,研究并分析了正常供水、重度干旱条件下不同抗旱性苦荞品种迪庆苦荞（耐旱）、黑丰1号（旱敏感）根系生长形态和生理指标变化。结果表明,干旱胁迫显著增加了苦荞根冠比、根系丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro）含量,而最大根长、根体积、根表面积显著降低。随着生育期推进,各处理苦荞最大根长、根体积、根表面积、MDA含量等指标均呈现逐渐增加趋势,根冠比、Pro含量呈现先增后减趋势。品种之间方差分析结果表明,重度干旱胁迫条件下,各测定时期迪庆苦荞的根冠比、最大根长、根体积、根表面积、根系Pro含量均显著高于黑丰1号,MDA含量则显著低于黑丰1号。回归分析表明,不同处理苦荞根表面积、最大根长等指标在测定时期内随时间变化的数学模型均符合指数函数,根体积、MDA含量等指标均符合一元二次方程的规律。干旱胁迫下苦荞根系与地上部分的生长均受到抑制,且表现为对地上部的影响大于对根系;与黑丰1号相比,迪庆苦荞耐旱性更强。     

麦田土壤微生物三大种群数量的研究

为了了解山西晋中地区麦田土壤微生物的种群分布，为当地作物生产和土壤改良提供理论依据，分析了不同质地、不同肥力以及不同种植结构土壤中微生物的分布情况。结果表明，麦田土壤中细菌、放线菌、真菌垂直分布随深度增加而呈指数递减模型，其中细菌数量最多，垂直递减陡度大，呈三级递减；而真菌、放线菌分布密集于土壤根层0～20cm处,20cm以下急剧减少，且有中途数量回升的现象。三大菌群垂直递减与小麦根系干重递减的相关系数是0．957^**，0．990^**，0．996^**。麦田土壤肥力与三大微生物数量呈正相关。壤土地微生物数量较多，塿土地微生物数量较少，沙土地微生物数量最少；小麦不同品种根区微生物差异亦较显著。小麦与苜蓿、豌豆、油菜混播可极大地提高土壤微生物种群数量。